CN109874681A - 畜舍清洁系统及畜舍清洁方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种畜舍清洁系统及畜舍清洁方法，该畜舍清洁系统包括清粪单元和环境控制单元，清粪单元包括漏缝地板和设置在漏缝地板的下部的传送装置，传送装置沿其运行的方向向下倾斜设置，从所述漏缝地板漏下的粪便能够通过所述传送装置传输至设置在畜舍外的贮粪池，传送装置的靠近中部和靠近尾部的位置均设有过滤机构，过滤机构的底部通过管道与设置在畜舍外的污水池相连通，污水池的溢流通过溢流管道与水箱的进水口连通，污水池的底流通过底流管道与外部粪污处理装置相连通，水箱的出水口通过出水管路与设置在畜舍内的喷淋装置相连通。本发明通过合理设计畜舍，设置良好的除粪装置，及时清除舍内的粪污，有效改善畜舍环境卫生。

Description

畜舍清洁系统及畜舍清洁方法

技术领域

本发明涉及养殖环境技术领域，特别是涉及一种畜舍清洁系统及畜舍清洁方法。

背景技术

现代养殖场，尤其是规模化养殖场，牲畜生命代谢所产生的粪尿排泄在畜禽舍内，如果畜禽排泄的粪尿没有被及时清理，则粪便长时间在畜舍停留，形成厌氧发酵，产生大量的有害气体，如NH₃(氨气)、H₂S(硫化氢)、CH₄(甲烷)等，这些有害气体在畜禽舍内蓄积，会导致畜禽舍内空气环境质量下降，对畜禽的生长和繁殖造成影响，甚至可能引发疾病和死亡；另外也会对养殖人员的健康造成影响；另外，粪污中的污染物浓度越高，后处理也更加困难。因此，养殖过程中要采取适当的清粪方式，及时清理出畜禽舍内的粪便，以便于后期的无害化处理。

另外，随着动物福利理念不断深入，为畜禽创造健康、清洁、舒适的养殖环境也为越来越多的养殖企业所接受。良好的畜舍环境既能满足动物福利的需要，也有利于减少疫病，提升畜禽产品质量安全。

此外，传统畜舍设计中，采用一般性通风，不能随季节智能调节，夏天不能及时进行换气，冬天保暖效果差，影响畜舍环境。

发明内容

本发明的目的是至少解决上述缺陷与不足之一，该目的是通过以下技术方案实现的。

本发明提供了一种畜舍清洁系统，包括：

清粪单元，用于清除畜舍的粪污，所述清粪单元包括漏缝地板和设置在所述漏缝地板的下部的传送装置，所述传送装置沿其运行的方向向下倾斜设置，从所述漏缝地板漏下的粪便能够通过所述传送装置传输至设置在畜舍外的贮粪池，所述传送装置的靠近中部和靠近尾部的位置均设有过滤机构，所述过滤机构的底部通过管道与设置在畜舍外的污水池相连通，所述污水池的溢流通过溢流管道与水箱的进水口连通，所述污水池的底流通过底流管道与外部粪污处理装置相连通，所述水箱的出水口通过出水管路与设置在所述畜舍内的喷淋装置相连通；

环境控制单元，用于监测并调节畜舍内的环境，包括控制器以及与所述控制器电连接的传感器，所述控制器分别与所述传送装置和所述喷淋装置电连接。

进一步地，所述过滤机构包括设置在所述传送装置的靠近中部的位置的第一过滤机构和设置在所述传送装置的靠近尾部处的位置的第二过滤机构，所述第一过滤机构的底部通过第一管道与所述污水池相连通，所述第二过滤机构的底部通过第二管道与所述污水池相连通，并且所述第二管道与所述第一管道相连通。

进一步地，所述传送装置的左右两侧设有刮板，所述刮板为推拉门式刮板，所述刮板能够沿着所述传送装置的侧壁做往复运动。

进一步地，所述喷淋装置设置在靠近所述漏缝地板的位置。

进一步地，所述喷淋装置的喷头为旋转喷头，所述喷头包括多个并列排列的毛细管。

进一步地，所述外部粪污处理装置包括沼气池，所述污水池的底流通过所述底流管道输送至所述沼气池进行发酵处理。

进一步地，所述传感器包括温度传感器、湿度传感器、光照传感器、NH₃传感器、CO₂传感器、H₂S传感器中的一种或多种。

进一步地，所述传送装置的底部设有压力传感器。

进一步地，还包括通风单元，所述通风单元包括设置在所述畜舍顶部的风扇、设置在所述畜舍侧面的通风窗以及风机，所述通风窗上设置有电动遮光窗帘，所述风扇、所述风机以及所述电动遮光窗帘分别与所述控制器电连接。

本发明还提供了一种畜舍清洁方法，所述畜舍清洁方法是根据上述的畜舍清洁系统来实施的,包括：

S1：利用传感器监测畜舍内环境，判断清粪时机，当检测到NH₃浓度高于设定值、湿度低于设定值，并且畜舍内温度和光照强度条件满足设定的阈值时开始准备清粪；

S2：控制器控制传送装置运行，粪污在所述传送装置上进行固液分离，干燥的粪便通过所述传送装置传输至设置在畜舍外的贮粪池，污水顺流经过过滤机构的滤孔，并通过管道传输至设置在畜舍外的污水池；

S3：利用传感器监测畜舍内环境，判断喷淋时机，当检测到温度高于设定值、湿度低于设定值，并且畜舍内光照强度条件满足设定的阈值时，开始准备喷淋；

S4：开启水泵加压，在水泵的作用下使水箱中水流进入喷淋装置，控制器控制所述喷淋装置喷水进行降温加湿。

本发明的优点如下：

(1)本发明通过合理设计畜舍，设置良好的除粪装置，并通过固液分离合理收集粪便，及时清除舍内的粪尿和污水，有效改善了畜舍环境卫生，提供了利于牲畜健康生长的畜舍环境。

(2)本发明通过智能化控制技术控制畜舍环境，提升畜舍环境管理水平，保障健康清洁的养殖环境。

(3)本发明通风换气良好，可将有害气体及时排出畜舍，并防止舍内潮湿，保证舍内清洁、干燥，保持良好的空气卫生状况。

(4)本发明中的循环水可循环利用，节水效果和除菌消毒效果显著。

附图说明

通过阅读下文优选实施方式的详细描述，各种其他的优点和益处对于本领域普通技术人员将变得清楚明了。附图仅用于示出优选实施方式的目的，而并不认为是对本发明的限制。而且在整个附图中，用相同的参考符号表示相同的部件。

图1为本发明实施例提供的畜舍清洁系统的示意图；

图2为本发明实施例提供的畜舍清洁系统的传送装置的局部示意图；

图3为本发明实施例提供的畜舍清洁系统的环境控制单元的示意图；

图中附图标记如下：

100-畜舍 200-贮粪池

300-污水池 400-水箱

1-漏缝地板2-传送装置

3-喷淋装置 4-控制器

6-通风窗7-风机

8-风扇

11-污水渠 21-第一过滤机构

22-第二过滤机构23-刮板

211-第一管道 221-第二管道

111-第三管道 301-溢流管道

302-加药箱 303-搅拌机构

401-出水管路 402-水泵

51-温度传感器 52-湿度传感器

53-光照传感器 54-NH₃传感器

55-CO₂传感器56-H₂S传感器

57-压力传感器

具体实施方式

下面将参照附图更详细地描述本公开的示例性实施方式。虽然附图中显示了本公开的示例性实施方式，然而应当理解，可以以各种形式实现本公开而不应被这里阐述的实施方式所限制。相反，提供这些实施方式是为了能够更透彻地理解本公开，并且能够将本公开的范围完整的传达给本领域的技术人员。

图1示出了根据本发明的实施方式提供的畜舍清洁系统的示意图。图中虚线部分为地下部分。如图1所示,本畜舍清洁系统包括清粪单元和环境控制单元，清粪单元用于清理畜舍内的粪污，粪污包括牲畜产生的粪便以及养殖污水等固液混合物，养殖污水具体是指含少量养殖粪便的冲栏水、尿水或其他废水的固液混合物。

清粪单元包括漏缝地板1和设置在漏缝地板1的下部的传送装置2，传送装置2沿其运行的方向向下倾斜设置，并且传送装置2向下倾斜的一端向外延伸至畜舍100外并位于贮粪池200的上方；传送装置2的靠近中部和靠近尾部的位置均设有过滤机构，过滤机构上设有均匀的滤孔，过滤机构的底部通过管道与设置在畜舍100外部的污水池300相连通。

具体地，传送装置2的靠近中部的位置设有第一过滤机构21，第一过滤机构21的底部通过第一管道211与污水池300相连通，传送装置2的靠近尾部处的位置设有第二过滤机构22，第二过滤机构22的底部通过第二管道221与污水池300相连通，并且第二管道221与第一管道211相连通，第二管道221内的污水经由第一管道211进入污水池300中。

牲畜排出的粪便以及养殖污水等粪污经过漏缝地板1落至传送装置2上，粪便通过传送装置2输送至设置在畜舍100外部的贮粪池200中贮存，养殖污水沿着传送装置2的倾斜方向流动，依次经过第一过滤机构21和第二过滤机构22，并通过第一管道211和第二管道221进入污水池300中进行污水处理。即传送装置2不仅能够运送粪便，还能够对畜舍100内的粪污进行固液分离，经过二次过滤的粪便中的含水量较低，干粪可直接作为生产有机肥的原料，污水量少，处理费用低，环境污染小，环保效益显著。

传送装置2包括传送带以及电机，电机的输出轴与传送带相连接，通过电机转动即可带动传送带移动，将牲畜排出的粪便传输至贮粪池200中储存。

传送装置2的侧壁上还设有刮板23，刮板23为推拉门式刮板，利用刮板23能够顺着传送带将粘接在传送带上的粪便刮送至贮粪池200中，避免粪便在传送带上堆积。如图2所示，刮板23能够沿传送装置2的侧壁做往复运动，既能将传送带上的粪便刮净，又能够防止粪便将过滤机构的过滤孔堵塞，提高固液分离效率。

利用传送装置2不仅能够简单快捷地对畜舍100进行排粪处理，降低养殖人员的劳动强度，还能够对畜舍100内的粪污进行固液分离预处理。粪污经过固液分离后，固体部分便于运输、干燥、制有机肥等；液体部分不仅易于输送、存储，而且由于液体部分的有机物含量低，也便于后续处理。本装置通常可使粪污中的化学需氧量降低15％～20％，还可将粪污中的悬浮固体、长纤维、杂草等分离出来。

漏缝地板1采用不锈钢材质制成，漏缝地板1的金属骨架的外面包裹有防滑橡胶，防止牲畜受到伤害。沿传送装置2的运行方向，漏缝地板1设有一定的倾斜角度，漏缝地板1靠近传送装置2的出口的一侧向下倾斜，并且在漏缝地板1的倾斜处设有污水渠11作为清粪道，污水渠11采用水泥浇筑而成，污水渠11的水泥地面表面光滑也呈一定的角度倾斜设置，污水渠11中向下倾斜的一端设有污水出口，污水出口通过第三管道111与第二管道221连通，使畜舍内地面上的污水进入污水池300中。

优选地，漏缝地板1倾角为2°～5°，方便牲畜在畜舍100内走动。此外，漏缝地板1的漏缝大小根据实际需要设定，本发明不具体限定。

贮粪池200设置在畜舍100外部的一侧，贮粪池200内的粪便统一在硬化的水泥池内堆积发酵进行堆肥处理制作有机肥。并且，贮粪池200需定期消毒，防止粪便堆积产生有害气体，例如可用2％火碱或撒生石灰对贮粪池进行消毒。

污水池300为浓缩池，污水池300的底部为圆锥形，能够对污水进行处理，污水池300与贮粪池200设置在畜舍100的同一侧，方便集中处理，并且污水池300位于贮粪池200下方，污水池300的溢流通过溢流管道301与水箱400相连通，污水池300的底流通过底流管道与外部粪污处理装置相连通。

具体地，在靠近污水池300的顶部的周围设有溢流渠，污水池300中浓缩后的溢流溢出至溢流渠，并通过溢流管道301进入水箱400中，水箱400的一出水口通过出水管路401与设置在畜舍100内的喷淋装置3相连通，出水管路上设有水泵402，利用水泵402将经过处理的循环水泵送至喷淋装置3循环使用。

污水池300的顶部设有加药箱302和搅拌机构303，加药箱302内放置有絮凝剂和凝聚剂，作为污水池300内污水的催化剂；搅拌机构303用于对污水进行搅拌,将污水池300内的污水与药剂混合均匀。污水池300采用中部加药的方式，可以保证污水池300内的污水浓缩均匀。

在畜舍100的外部设置贮粪池200和污水池300，能够避免粪污堆积在畜舍100内，降低畜舍100内的有害气体的浓度。将粪便和养殖污水在过滤机构进行固液分离，并通过传送装置2及时将牲畜的粪便清理出畜舍，能够避免因为清粪不及时导致粪便发酵产生的有害气体影响养殖环境、危害牲畜健康。

环境控制单元用于对畜舍内的环境进行监测并调节，包括控制器4以及与控制器4电连接的传感器，传感器用于监测畜舍100内的环境，控制器4与传送装置2的电机电连接，控制器4是畜舍清洁系统的主控单元，通过控制器4能够对实现畜舍清洁系统的自动清洁，控制器4与设置在在畜舍100内的喷淋装置3电连接。

喷淋装置3的喷头为旋转喷头，旋转喷头的一端通过电磁阀与继电器连接，旋转喷头的另一端与步进电机连接，当畜舍100内需要喷水时，控制器4控制继电器开启电磁阀进行喷水清洁，同时控制器4能够控制步进电机转动带动旋转喷头4转动，将留在漏缝地板1上的粪污清扫至污水渠11，确保畜舍100的卫生。

喷淋装置3的喷头由很多并列在一起的毛细管排列而成，毛细管可沿圆周阵列排列也可沿直线并列排列，喷淋装置3的喷水面积可完全覆盖畜舍100内平铺状态下的地板，并且毛细管的雾化颗粒能够达到1-100微米，增加空气中的负离子含量，能够使雾滴迅速弥漫整个畜舍，达到降温、加湿、杀菌的效果，保持舍内卫生并保持舍内的温度、湿度在适当的位置。

传感器为影响牲畜生长环境的各类传感器，具体包括温度传感器51、湿度传感器52、光照传感器53、NH₃传感器54、CO₂传感器55、H₂S传感器56等，传感器均设置在畜舍100内。

温度传感器51能够监测畜舍100内的温度，并将温度数据传输至控制器4，控制器4根据接收到的温度信息控制喷淋装置3的喷水来控制畜舍100内的温度。养殖环境温度直接影响到牲畜的体温调节，进而影响牲畜的生长，畜舍100内应保持适合牲畜生长的适宜温度。

湿度传感器52可监测畜舍100内的湿度，并将采集到的湿度数据传输至控制器4，控制器4根据接收到的湿度信息控制喷淋装置3的喷水来控制畜舍内的湿度。由于潮湿的环境有利于微生物的生长和繁殖，畜舍100内应保持干燥，但过于干燥的环境会导致水分蒸发过大影响牲畜生长，因此，采用喷淋装置3雾化喷淋，使畜舍100内保持适宜的湿度，又不会在地面形成积水，影响养殖。

光照传感器53可监测畜舍100内的光照强度，光照传感器53设置在畜舍100内的通风窗6的一侧，并且通风窗6设置有电动遮光窗帘，电动遮光窗帘与控制器4电连接。控制器4能够根据光照传感器53监测到的光照强度控制电动遮光窗帘的升降，使畜舍100内的光照强度保持在适当范围。

氨气是畜禽舍内有害气体之一。氨极易溶于水，在畜舍中常被溶解或吸附在潮湿的地面、墙壁以及家畜的粘膜上，当舍内温度升高时，溶解在水中的氨与水分离，对空气形成二次污染，并会再次附着在家畜的黏膜上，对牲畜造成危害。通过NH₃传感器54可以监测畜舍100内的氨气浓度，当氨气浓度超过设定浓度时，控制器4控制清粪单元及时清除舍内的粪尿和污水，降低氨气的产生和排放，将有害气体及时排出畜舍，保证畜舍内的NH3在合理浓度范围，减少对环境的污染。

CO₂传感器55用于监测畜舍内的CO₂浓度、H₂S传感器56用于监测畜舍内的H₂S浓度，本发明不再赘述。

另外，在传送装置2的底部还设有压力传感器57，压力传感器57与控制器4电连接，用于定期清理传送装置2上的粪便。当压力传感器57监测到传送装置2上的压力超过设定的压力值时，控制器4控制传送装置2将粪便排出至贮粪池200中；当压力传感器监测到传送装置2上的压力小于设定的压力值时，并且其他传感器监测到的数据在合理范围内，则传送装置2可作为粪便的临时贮存装置，实现清粪单元的自动控制。通过清粪单元的自动控制可以使传送装置2在需要输送时启动传送，不需要输送时作为贮存装置，合理利用传送装置2、节约用电，并能够减少传送带的磨损。

污水池300中经过处理后的溢流进入水箱400内，达到国家排放标准后，可作为循环水使用。一部分循环水作为喷淋装置3的喷淋水，用于畜舍冲洗；另一部分循环水用作污水后处理的使用水，节约用水，实现水资源的循环利用。另外，水箱400内可以添加各种微生物菌或药剂，在喷雾降温的同时对养殖棚进行杀毒灭菌。在喷淋装置3的冲洗水的作用下，粪便能够及时的被冲刷掉，并集中在畜舍地面上的污水渠11中，由于污水渠11中的地板设有倾斜角度、以及冲洗水的冲刷，粪便会自然地沿着倾斜方向向下运动，并通过设置在污水渠11底部的管道集中进入污水池300中浓缩沉淀，实现循环用水。

浓缩池300的底部通过底流管道与外部粪污处理装置相连通，粪污处理装置包括沼气池，沼气池利用水泥浇筑设置在畜舍100的外部，沼气池与污水池300的底部通过底流管道相连通，将经过浓缩池浓缩处理的污水引入沼气池中进行厌氧反应制沼气，沼气池中的污水混合物经充分发酵后产生沼气，沼气经过脱硫等处理后可进行沼气发电，实现资源的循环利用。沼气池发酵后产生的沼渣，被输送至上述的贮粪池200中。

畜舍清洁系统还包括通风单元，用于合理通风换气，保持畜舍通风干燥，保证畜舍冬暖夏凉。通风单元包括通风窗6、畜舍内靠近通风窗6以及地面处的风机7、安装在畜舍顶部的风扇8，风机7和风扇8分别与控制器4电连接。

风机7用于保持冲洗后地面干燥、夏季室内通风、凉爽以及除去畜舍内的难闻气味。由于越接近地面，氨和硫化氢含量越高，因此将风机7的出风口设置在较低的位置，可以提高通风换气效果。具体地，将风机7的进风口设置在上部，将出风口设置在下部，且进风口的风道为向下倾斜，使得从下方出风口出来的空气不容易再次直接进入进风口中，提高空气净化效率。

本发明还提供了一种畜舍清洁方法，具体包括如下步骤：

S1：利用传感器监测畜舍内环境，判断清粪时机，当检测到NH₃浓度高于设定值、湿度低于设定值，并且畜舍内温度和光照强度条件满足设定的阈值时开始准备清粪；

S2：控制器控制传送装置运行，粪污在传送装置上进行固液分离，干燥的粪便通过传送装置传输至设置在畜舍外的贮粪池，污水顺流经过过滤机构的滤孔，并通过管道传输至设置在畜舍外的污水池；

S3：利用传感器监测畜舍内环境，判断喷淋时机，当检测到温度高于设定值、湿度低于设定值，并且畜舍内光照强度条件满足设定的阈值时，开始准备喷淋；

S4：开启水泵加压，在水泵的作用下使水箱中水流进入喷淋装置，控制器控制喷淋装置喷水进行降温加湿。

本发明通过合理设计畜舍，设置良好的除粪装置，合理收集粪便，并及时清除舍内的粪尿和污水，有效改善了畜舍环境卫生，提供了利于牲畜健康生长的畜舍环境。本发明通过智能化控制技术控制畜舍环境，提升畜舍环境管理水平，保障健康清洁的养殖环境。本发明通风换气良好，可将有害气体及时排出畜舍，并防止舍内潮湿，保证舍内清洁、干燥，保持良好的空气卫生状况。本发明中的循环水可循环利用，节水效果和除菌消毒效果显著。

需要指出的是，在本发明的描述中，术语“第一”、“第二”仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。

以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。

Claims (10)

1.一种畜舍清洁系统，其特征在于，包括：

清粪单元，用于清除畜舍的粪污，所述清粪单元包括漏缝地板和设置在所述漏缝地板的下部的传送装置，所述传送装置沿其运行的方向向下倾斜设置，从所述漏缝地板漏下的粪便能够通过所述传送装置传输至设置在畜舍外的贮粪池，所述传送装置的靠近中部和靠近尾部的位置均设有过滤机构，所述过滤机构的底部通过管道与设置在畜舍外的污水池相连通，所述污水池的溢流通过溢流管道与水箱的进水口连通，所述污水池的底流通过底流管道与外部粪污处理装置相连通，所述水箱的出水口通过出水管路与设置在所述畜舍内的喷淋装置相连通；

环境控制单元，用于监测并调节畜舍内的环境，包括控制器以及与所述控制器电连接的传感器，所述控制器分别与所述传送装置和所述喷淋装置电连接。

2.根据权利要求1所述的畜舍清洁系统，其特征在于，所述过滤机构包括设置在所述传送装置的靠近中部的位置的第一过滤机构和设置在所述传送装置的靠近尾部处的位置的第二过滤机构，所述第一过滤机构的底部通过第一管道与所述污水池相连通，所述第二过滤机构的底部通过第二管道与所述污水池相连通，并且所述第二管道与所述第一管道相连通。

3.根据权利要求1所述的畜舍清洁系统，其特征在于，所述传送装置的左右两侧设有刮板，所述刮板为推拉门式刮板，所述刮板能够沿着所述传送装置的侧壁做往复运动。

4.根据权利要求1所述的畜舍清洁系统，其特征在于，所述喷淋装置设置在靠近所述漏缝地板的位置。

5.根据权利要求4所述的畜舍清洁系统，其特征在于，所述喷淋装置的喷头为旋转喷头，所述喷头包括多个并列排列的毛细管。

6.根据权利要求1所述的畜舍清洁系统，其特征在于，所述外部粪污处理装置包括沼气池，所述污水池的底流通过所述底流管道输送至所述沼气池进行发酵处理。

7.根据权利要求1所述的畜舍清洁系统，其特征在于，所述传感器包括温度传感器、湿度传感器、光照传感器、NH₃传感器、CO₂传感器、H₂S传感器中的一种或多种。

8.根据权利要求1所述的畜舍清洁系统，其特征在于，所述传送装置的底部设有压力传感器。

9.根据权利要求1所述的畜舍清洁系统，其特征在于，还包括通风单元，所述通风单元包括设置在所述畜舍顶部的风扇、设置在所述畜舍侧面的通风窗以及风机，所述通风窗上设置有电动遮光窗帘，所述风扇、所述风机以及所述电动遮光窗帘分别与所述控制器电连接。

10.一种畜舍清洁方法，所述畜舍清洁方法是根据权利要求1至9中任一项所述的畜舍清洁系统来实施的,其特征在于，包括：

S1：利用传感器监测畜舍内环境，判断清粪时机，当检测到NH₃浓度高于设定值、湿度低于设定值，并且畜舍内温度和光照强度条件满足设定的阈值时开始准备清粪；

S2：控制器控制传送装置运行，粪污在所述传送装置上进行固液分离，干燥的粪便通过所述传送装置传输至设置在畜舍外的贮粪池，污水顺流经过过滤机构的滤孔，并通过管道传输至设置在畜舍外的污水池；

S3：利用传感器监测畜舍内环境，判断喷淋时机，当检测到温度高于设定值、湿度低于设定值，并且畜舍内光照强度条件满足设定的阈值时，开始准备喷淋；

S4：开启水泵加压，在水泵的作用下使水箱中水流进入喷淋装置，控制器控制所述喷淋装置喷水进行降温加湿。